冶金(热力学/平衡/相图)分析
冶金热力学、平衡与相图分析工具基于工程模型评估合金相变与平衡状态,适合材料研发、热处理工艺与相图应用分析。
Analysis Heatmap
Metallurgical Phase Diagram (Lever Rule)
📐 工作原理与说明
二元合金在两相区平衡时,按杠杆定律求两相质量分数:fα=(Cβ−C0)/(Cβ−Cα)、fβ=(C0−Cα)/(Cβ−Cα),其中 C0 为合金总成分、Cα/Cβ 为两相平衡成分(单位相同,如 wt% B)。须满足 Cα ≤ C0 ≤ Cβ,否则提示超出两相区。
📚 深度解析:冶金(热力学/平衡/相图)分析
💡 常见使用场景
- 用 Gibbs 自由能判据分析相变与反应方向,评估某温度反应能否自发。
- 按平衡常数随温度变化判断温度对反应平衡移动的影响。
- 用杠杆定律在两相区求两相质量分数,配合热力图统计成分分布。
热力学与相图
Gibbs 自由能变 ΔG = ΔH − TΔS;反应自发条件 ΔG<0。平衡常数 ln K_eq = −ΔG/(R·T)。两相区(α+β)杠杆定律:α 相质量分数 = (Cβ − C)/(Cβ − Cα),β 相 = (C − Cα)/(Cβ − Cα)(C 为合金平均成分)。
算例
某二元系两相区 Cα=10%、Cβ=80%、合金平均 C=38%:α 相 = (80−38)/(80−10)=42/70=60%,β 相=40%。即该成分在平衡时 60% 为 α 相、40% 为 β 相;温度改变共晶点会移动平衡两相成分。
❓ 常见问题(FAQ)
- 杠杆定律适用于哪?
- 仅适用于平衡冷却的两相区,且成分在两相成分之间;非平衡(如快速冷却)会出现枝晶偏析,实际比例偏离杠杆定律。
- ΔG 和温度什么关系?
- ΔG=ΔH−TΔS,吸热反应(ΔS>0)升温使 ΔG 更易为负、反应更有利;放热反应则降温有利,这是温度调控相平衡的基础。
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工具简介
冶金(热力学/平衡/相图)分析。免费在线工具,纯前端处理,数据不上传,保护隐私安全。
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使用场景
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